机电一体化课程设计-数控测量机

目一体姓 名学 号2014923日word2014[]书 4；。向 于 °最大移最大旋速度φ外考存储容存储人交互输入采用 列列式键盘状态信息显示采用 位 段 个限位信号来直线单元、 开关信号别来直线单元单元作式采用开关信号输入包括两单采用高低压驱要求结合符合国家标准面整洁；完备 括人交互值单位引用公式资料有出处。word摘 要分析现代化智能工具更检产品无与伦比质技术保障有效工具。属于精密仪器目前市场上流三坐标有着数以其高精度高柔性以及优异字化能力成为现代尤其模具工和质保证处理不同工作方面灵活性以及身高精度使其成为为过程提供尺寸据同时数提供入厂产品检验、床校验、客户质认证、规检验、加工试验。关键词：精密word摘 要...............................................................................................................................................................-1-2-3-3-3-4-.......................................................................................................................-5-.....................................................................................................................................-5-5-—直线.-10-部分结构19-四微数控20-微各部分控电路原理和特点22-人26-步进电接口29-总 结.........................................................................................................................................................-38-word第一章绪论对以前所学的知识进行巩固，对不清楚模糊的知识进行系统的再学习。实践的基础之上，查询相关资料。两大部分组成。责带动光幕传感器沿 轴移动和带着工件 轴转动和定电部分要由机组成的机控制系统以个部分的工其中包括动自动控制。任务书要求 转动和 移动。机械部分的设计数控测量机是测量机械，机械部件的是要求的动传动进电机传的方带动工动一典型传动方的方的。型计机控制部分的设计电子系统控制系统一由光计数系统测和计机组成，用测标数，对数进行理。机控制部分是个系统的机由— 系列机具有集成高，可靠性好强快抗干扰力强性价格比高特，决定— 系列的 机扩个系统。电机控制部分包括两个动元的控制，电机控制软环分和高低压驱动。总体方案框图word文档可自由复制编辑、减速器带工件做。直线、减速器、丝杠带带光幕传感器做直线。每都是带减速器做此知内容总体包括三大结构：工作台滑结构传结构、减速器齿轮传、丝杠螺母传动连接和支撑结构螺纹连接、轴承、轴支撑围绕这对进行初步分析包括对硬件选型等然后进行具体算。驱方案伺服以按照中在。开环于没检反馈部件，因而不能纠正传结构简在速度和精度要求不太高场合得到广泛应用。经济型床大多采用开环伺服都带位置检件和反馈回路检反馈件用于检实际位移并通过反馈回路将实位移回馈给装置比较件比较件将实位移与指令位移进行比较后按照差值驱执行件使其不大于传误差因而伺服区别在于检件安装位置不同前者将检件直接装在末端执行件上检件装于轴或丝杠轴上检是角位移。驱方案以种是采用交流或直流伺服闭环或半闭环伺服驱一减速器方案word，。。导轨广滚word滑动导轨，是一种做滑动摩擦的普通导轨。滑动导轨的优点是结构简单，使用维以克服其导轨的阻尼系数小，容易产生震荡的特点。轴承的选型及其支撑方式，和活圈两部分。紧与轴套紧，活支承在轴承座上。对丝杠的径第三章机械系统设计回转体有两个运动单元，直线和直线旋转运动，每个运动单元的计算单元都不一样。过程如下：旋转运动单元设计word文档可自由复制编辑： °。传动比p为 为 传动系统传动比ibp

0.1

3.6≤＜当 ≤＜比为 i22i2 12到

i1i2

Z2Z1Z42.09Z3wordi2

Z21.8Z1Z42.0Z3Z1

Z2Z3Z4dd2madd21.25mf）A(dd)/21 2φ J103D4L（ ；（ J 834m2工

17.0625kg.cm2J夹80-304gm29kgm2J 834m1

0.399kg.cm2J280-324gm24.2kgm2J 834m3

0.399kg.cm2wordJ480-384gm26.9kgm2J1 J2

J3J4—齿轮 km2J工—工件的转动惯量km2J夹—夹具的转动惯量km2 。负载折合到电机上总的转动惯量J

km2 为Z12 Z32 JJ1

J2J

J4

J工JZ2 Z4 02 02

4.19

6.3917.062539

kg.cm2

6.6342kg.cm2估算启动转矩a设电动机的启动加速到最大转速的启动时间t ，则最大加速度转矩Ta）n n i

n iT Jmax

J 60t

10

J i60t

102J

imax60ta

1022π

a

a

102N600.03108.378N

kg.cm2—负载这算到电机轴上的总等效的转动惯量（rad.rad.s—电机最大角加速度（nxr.ixr.i—传动比。wordTq）TqkTimaxT q i

N

N.cmTjmaxT jmaxTjTjmax

T 162.567q 0.866q

187.722Nfkf360nflmaxlk p

360130600.1nlmax—工件速.p/。

Tjx用 远于 。word（J J M

J L

8.8342

Tq（n n

n iTJ

J

10

J i

102J

i60t

102t t aa a130

60

102N144.318N.cm 机 计定式word据度 ＋器 ×宽×高为 × × 材质为钢其重量为G 1081037.8102)N1220器 为 量 。为 cP c

P

kNPc；P；；C。直线滚副寿命是以在一下走一距离后撑不发时按下式进L (

fhft

)3km

11 (

.

)3kmfwPckm

10

.809是 ；为 得 ；word—；—。F惯F am

(v

)G

2v G

2226

240N

Nmax max max惯 t g tga a

19.8；；；。摩 ×， ～ 取 摩依副ˆ后它道不产蚀现象所谓接触变附近道面若干小裂纹封闭裂纹润滑油楔挤使裂纹不断扩展，word3LC fwF3L60nTL

1000vn svL0—寿命以16单位；—转速（；—工台（任务书上要求移速度㎜；程（我们初选程程应根据机床脉冲指令要求和情况来选择当名义直径确定使螺纹β变效率低相应转速会降低。使用寿命（对于数控机床取—运转系数其在无冲击运转状态下 取 ～ 取 ；：v1000vn L0

2200=4

=550r/min

60nT106

=60550106

495w C=3LfF =3w 择 的word荷于 δ 程L 4 5b 0 360pZ 5

6： 2Z 61

者 ，中心A(dd)/21 中心A(dd)/21 25577齿数Z25303542分圆dmz50607084齿顶圆dd2m54647488a齿根圆dd21.25m45556579f齿宽(3~5)m10101010型驱惯体时运方：dTTT (J J) Ta L M L dt L式M—转子惯· ；J—载折到上总等效转惯· ；JLω—速（；T—等效载转矩· ；TLTa—加速转矩· ；T——所需转矩· 。Ta在变速区内驱时根据加减速而4-3所示。word4-3Ta

f fT (J J)

b 2 1a M L

t1f1；f2；1；/。/b根据进电机驱惯性体运方程来计算所需需要知道等效负载转TT量J量J 及tL a L M 1惯量JM惯量JM再乘以一个1LJ负载折算到电机轴上总等效·）JLZ 2

GL

2J J1

J 02L 1 Z 2

s g11·m2；22·m2；sJ·m2；L0m；s。对于钢质圆柱体其惯量wordJ103D4Lm；Lm。mJ180-354gm2J280-364gm2

0.975kg.cm22.0222s80344m25gm2

G=240NZ 2

GL

2J JL 1

1Z2

J J2

g20 52

240

0.4

20.975

6

9.8

2

.cm22.542

2

)Tq·m）Tq·m）T T Tq aLT· ；TLT· 。Tamax然后初选型号。tsTaxm）n

458.33max

bp

wordT J

n

102J

102lamax

L L60ta

L 60ta2.542

2

10

40.669

N600.03J；JL（；n ；v （， ；tab°/5°/bTδpmm0.01mm。T起矩

max

a m个 的安全系数估得到Tamax

Lamax

N

52.87

N.cmT矩 ：TLT T TL f oFL fGL fGLZT o 0 0 0 1f

2Z

ZZ2 21F LT po

0(12)o 2i oT；TfoToF；o；f；oLi；opoF 滚珠丝杠预荷一般向力1/；powordηo—滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取≥η—传动链总效率，一般取 ~0.85。于轴向力和摩擦力都比较小，因此在估计起动转矩时，等效负载转矩以忽略，起动转矩近似等于最大加速转矩，即T T

N（3）计算最大静转矩Tjmax

q aTjmax根据它在步进电动机技术手册中初选步进电动机。步进电机启动转矩与最大静转矩的关系相数相数三相四相五相六项拍数T /Tq 3648510612若取三相6拍，则Tjmax

T /q

/

N（率 （ ）f k

p

x（m/min2200mm/mi；δp—脉冲当量//word矩出 · 于三相 拍时矩 · ，而且有较余量因此决定选用 。校核子惯量 · ，因此传系统折到轴上总惯量 （ · ）为J J

J L

2T（N·cm）Tqn

n 102T JJ

102Jq

60t

60ta2.922

10

46.75N

N （· N jmax

600.03Tjmax

T/q

46.75/

N.cm·相 矩 ·此 单元主轴采用两个深沟球轴承和一个推力球轴承来于主轴只有在一个方向有轴向力过程是这样word后，齿轮箱和底座之间片的两齿轮的中，消除齿轮间隙。本设计的丝杠采用的是单螺的丝杠，有两种，一“过大钢珠预，此种的比珠槽空间大钢珠产生 点接触。另一种称“导程偏移，螺节上有值的偏移，这种取代螺，并较短螺帽长及小压力拥有较高刚性此不适用太高力最好力控制在负荷下。第四章微机数控系统设计根据总word文档可自由复制编辑、初始化、故障、轴轴的动伺发挥计算功从而使该完各种动规律过配合测量检测需还暂、缓冲算果放也定志位。列式合在一起节省 采共阴极在进巡回扫描时必须先关关工作必须经过协调后达预期果。个来向动别来向直word线运动单元和回转单元）及工作方式报警指示等开关量信号输入分别分配到片机和扩展芯片和的口。电机的励磁绕组，由于步进电机所需要的驱动电压较高（几十伏，电流也较大（几安到几十安如果将 口输出信号直接于功率放大器相连将会引起强电干扰轻则影机程序的运则机接口电路的所在接口电路功率放大器要电用多的是器由和组输入信号到输入出红点、 和 。 内 是 的 ～。 的是 公司制作芯片用户置备的因此在国内很难采用 芯片片内无 ，适用于需扩展 ，可在场修改和更新程序存储器的用场，其价格低，用灵活，非适在我国用。因此选用 芯片。单片机具下点：（）具功能很强的 位中央处单元（ ）（（ 或 或

。（节 。（（展 和 （个 ， 根 word文档可自由复制编辑，片、规模较大，（口共、 、 、 四根线其～ ～ 端引脚端漏极开向 端在取部该端分地低 地线和 向据端 在此内部上拉阻效～ 端，（口带内部上拉阻向 在访问部高 ～ 程序空间为16的。低 线 ～ 与 ； 高 线 ～ 低 和号 信口低 将 地线 ～ ～ 直规指令码wordPSENOEEA。 、 、 等采单 为 ～ 。3.7机 ： OERDP 写输WE与3.73.6WRP 3.6word访避免发生冲突。当传送时首先进行选指选中某一当内有字节元时还进行片内的选择。应用系统中的与独立以重叠使用都是从 ～ 。是为 总线宽度为 位直接寻的范只有 。方法也PSENWD区访问的对象。与统一不仅占用元使用随信号与读写指令。访问时口提供高八位口经锁后提供低位。word地址译码的方法有线选法和全地址译码两种方法。（）线选法利用单片机地址总线高位中的一根线（一般是口中的某根线）作为选择某一片或口（）全地址译码片。的路都行口，。都根要机部分的输口用行的行口用位数码。单片机有位行口，可用用大部分的用系统中用常用的外围口芯片制和口。是可编的扩展口电单位的中 M是 内部 和 口的选择线， M＝，低电平时选择片内 ，ＡＤ０～ＡＤ上的地址信息为中的 单地址，当ＩＯ／M＝１，高电平时ＡＤ０～ＡＤ内存器中。上的地址信息位存到片word文档可自由复制编辑AD~AD0 7PA~PA0 7PB~PB0 7PC ~PC0 7口口口VSSV读写地CCM引为 ～需要它们别三命令寄中 工方过部命令寄存（命令）命令实现它一个word位减法计数器，可对输入脉冲进行减法计数，外部有两个定时器引脚和ＴＩＭＥＲＯＵＴ，为定时器时钟输入，由外部输入时钟脉冲，ＴＩＭＥＲＯＵ（），。计数常数在～之间。计数器的启动和停止有命令寄存器的最高两位和决定。键盘显示接口电路工作原理（）显示器工作原理数控系统中使用的显示器主要有显示器和。对于显示器，通常它是由。，这，即亮。（）键盘接口原理，它是最word文档可自由复制编辑在实际使用时，常常把键盘和显示电路做在一起，以节省 线。在进行键盘巡回扫描时必须先关显示有关键盘和显示器的工作必须经过软件的协调处理后才能达到预期的效果在我们的电路中， 的 ～ 作为输入口来接受测试信～ 作为输出口来扫描 位列线，显示器的段选（字型数据控）的， 置 于待扫描状态，当有任意的一个键按下时， 检查到那个就有相应的动作如果需要显示则进入显示子程序进行键盘和显示独立工作，在程序的协调下互不干涉。步进电机接口及驱动电路以调节电机的转速。电平一般为，而作为电动机电源的需符合步进电机要求的额定值。为避免强电对弱电的干扰，在她它们之间应采用隔离电路。其控电路框图如下图所示：word“ 着通状态着断状态正向运时移同时该状态当超尾时动回到时。。wordYYN11于表尾地址？